Ferrosilicon (FeSI) izlaže različite hemijske nekretnine zbog glavnih komponenti-silikona(SI)iIron (Fe)- i struktura legure. Na njegova reaktivnost utječe svoj silikonski sadržaj (obično 45-90% si), nečistoće (npr., Al, c, ca) i uvjeti okoliša. Slijede glavna hemijska svojstva:
1. Ponašanje oksidacije
Reaktivnost sa kisikom:
Silicijum je po mogućnosti oksidiran u zraku ili u okruženju bogatog kiseonikom:
Si + O2 → SIO2 (ΔH<0, exothermic reaction).
Površinska pasivizacija: Tanak sloj odSio₂(silika) obrasci na površini, štiteći legure iz daljnje oksidacije na umjerenim temperaturama.
Visoka temperaturna oksidacija: Na temperaturama iznad 1200 stupnjeva oksidacija se ubrzava, formirajući mješavine feo i sio₂.
2. Reakcija vodom / vlagom
Vodikovo formacija:
Ferrosilicon polako reagira vodom ili vlagom da bi se oslobodilo vodonik plina (H₂), posebno pod alkalnim uvjetima:
Fesi +4 H2O → Fe (oh) {2}} sio 2+2 H2 ↑
Opasnost: Akumulacija vodika predstavlja opasnost od eksplozije; Skladištenje zahtijeva suvo, ventilirano okruženje.
Faktori brzine: Veći silikonski sadržaj i manje čestice povećavaju brzinu reakcije.
3. Reaktivnost kiseline
Jake kiseline (HCl, H₂so₄):
Otopite Ferrosilicon, oslobađajući vodonik i formiranje silikata i željezne soli:
Fesi +6 HCl → FECL 2+ sicl 4+3 H2 ↑
Azotna kiselina (hno₃):
Pasivira površinu zbog formiranja silikatnog sloja, usporivši daljnju reakciju.
4. Reaktivnost na alkalis
Snažna alkalija (Naoh, Koh):
Reagirati sa silicijumom da formiraju silikate i vodonik:
Si +2 Naoh + H2O → Na2sio 3+2 H2 ↑
Gvožđe u alkalnim rješenjima praktično ne reagira.
5. Svojstva smanjenja sredstava
Visoka smanjuje sposobnost:
Silicijum u Ferrosilicon djeluje kao snažan smanjujući agent u metalurškim procesima:
Proizvodnja magnezijuma (Pidgeon proces):
2mGo (kalcistirani dolomit) + fesi → 2mg ↑ + ca2sio 4+ Fe
Čelična količina: Smanjuje željezne okside (feo) i druge nečistoće u rastopljenom čeliku.
6. Interakcija sa toksinima
Formiranje šljake: U procesu čelične topljenja,
Ferrosilicon reagira sa komponentama kisika i šljake (npr. CAO, Al₂o₃) da formiraju složene silikate:
Sio 2+ CAO → Casio3 (komponenta šljake).
Šljaka tečnost: Reguliše viskoznost šljake za efikasnu uklanjanje nečistoće.
7. Uticaj ugljika i nečistoća
Sadržaj ugljika:
Ocjene sa niskim ugljikom (C manje od ili jednake {1}}. 2%) Minimiziranje nenamjernog karburizacije u čeliku.
Sadržaj visokog ugljika može dovesti do stvaranja karbida (npr. SiC) na povišenim temperaturama.
Aluminijum (AL):
Poboljšava deoksidaciju, ali može formirati nepoželjne inkluzije alumine (al₂o₃) u čeliku.
Fosfor (p) i sumporni (i):
Strogo kontrolirano (<0.04% P, <0.02% S) to avoid embrittlement of the final product.
8. Termička stabilnost
Raspadanje:
It is stable under standard conditions, but decomposes at very high temperatures (>1600 stepeni) sa izletima silikonske pare.
Reakcija s refraktorima:
Molten Ferrosilicon može korodirati osnovne vatroelektrane (npr. Obloge na bazi mga).
9. Doping ponašanje
Metalna kompatibilnost:
Obrađuje eutektičke smjese sa željezom, smanjujući talište.
Lako se legira prelaznim metalima (npr. MN, CR) za dobivanje posebnih čelika.
Sažetak ključnih reakcija
Primjena / rizik od reakcije tipa reakcije
OksidacijaSi + O₂ → Sio₂ pasivizacija, šljaka
formacijaReakcija vodomFesi + h₂o → sio₂ + fe (oh) ₓ + h₂↑ vodik
Opasnost od eksplozijeRaspuštenje kiseline Fesi+ HCL → FECL₂ + sicl₄ + H₂↑ Analitički otop, H₂
izolacijaSmanjenje (MGO)2mGo + Fesi → 2mg ↑ + ca₂sio₄ + fe magnezijum-proizvod (pidgeon)
Praktične posljedice
Skladište: Mora biti suho za sprečavanje formiranja H₂.
Čelična količina: Snažna deoksidirajuća sposobnost silikona poboljšava kvalitetu čelika.
Sigurnost: Prašina od zdrobljenog ferosilicona je vrlo zapaljiva; Rad s tim u obliku finog praha zahtijeva inertnu atmosferu.
